每日經(jīng)濟新聞 2025-03-11 20:06:28
◎詹文龍:如何將放射性物質(zhì)精準輸送至病灶非常考驗技術。近年來,中國在該領域的研究取得了重要進展,已逐漸擺脫對國外技術的依賴,有望在未來幾年內(nèi)實現(xiàn)國際領先。
◎詹文龍:我們的目標是,通過一代一代技術的改進,進一步降低硬件設備成本,從而提高高端醫(yī)療設備的經(jīng)濟性和可及性。此外,我們在治療方案的制定上已引入AI技術,進一步提升方案的制定速度和精度,改善治療效果。
每經(jīng)記者 張蕊 每經(jīng)編輯 廖丹
“推進高水平科技自立自強”是今年政府工作報告的重要內(nèi)容。報告提出,充分發(fā)揮新型舉國體制優(yōu)勢,強化關鍵核心技術攻關和前沿性、顛覆性技術研發(fā),加快組織實施和超前布局重大科技項目。
核技術相關產(chǎn)業(yè)具有高科技、高效能、高質(zhì)量特征,無疑是需要重點發(fā)展的前沿領域。
去年10月,國家原子能機構等十二部門聯(lián)合印發(fā)《核技術應用產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展三年行動方案(2024—2026年)》(以下簡稱《行動方案》)提出,到2026年,我國核技術應用產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新能力顯著提升,產(chǎn)業(yè)領域進一步拓展。力爭核技術應用產(chǎn)業(yè)年直接經(jīng)濟產(chǎn)值達4000億元。
這釋放出什么信號?作為核技術應用的第二大領域,核醫(yī)學領域的發(fā)展現(xiàn)狀如何?AI在核技術領域有哪些應用?在核醫(yī)療領域又會帶來哪些變革?帶著這些問題,在全國兩會召開期間,《每日經(jīng)濟新聞》(以下簡稱NBD)記者專訪了全國人大代表、中國科學院原副院長詹文龍。
作為原子核物理學家,詹文龍曾擔任中國科學院近代物理研究所所長,蘭州重離子加速器國家實驗室副主任,為核技術發(fā)展奉獻40余年。
2006~2013年,近代物理研究所利用蘭州重離子加速器大科學裝置,與多家醫(yī)院合作完成了213例淺層和深層腫瘤患者的臨床前期治療試驗研究,取得了顯著療效,成為我國第一家實現(xiàn)重離子臨床試驗治療的機構。
對核技術在醫(yī)療領域的應用,詹文龍分享了他的深入思考。
NBD:您認為十二部門聯(lián)合印發(fā)《行動方案》釋放出什么信號?是否意味著我國的核技術發(fā)展已經(jīng)比較成熟?
詹文龍:目前還不能說我國核技術發(fā)展已經(jīng)非常成熟。從整體來看,核技術在發(fā)達國家GDP占比中相對較大,例如美國占比約為3%到4%,其中核電占比不超過1/3,很大一部分是核技術應用。目前《行動方案》提出的目標是到2026年,力爭核技術應用產(chǎn)業(yè)年直接經(jīng)濟產(chǎn)值達4000億元,這個規(guī)模占GDP的比例仍然較小。由此來看,我國核技術應用產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間巨大。
《行動方案》提出的4000億元目標,對于核技術應用而言是一個比較可行的方案。目前,核在國民經(jīng)濟中的主要應用領域仍然是核電,而核技術應用發(fā)展相對滯后。核技術的安全屬性較強,它有兩個重要的安全要求:一是國家安全,二是生產(chǎn)應用中的安全。
過去,由于受到傳統(tǒng)技術和保密框架的限制,其發(fā)展難度較大。此次《行動方案》由十二個部門聯(lián)合印發(fā),也體現(xiàn)出核技術應用涉及多領域的協(xié)調(diào)配合。同時,核技術在公眾認知中也存在一定的誤解,大家談核色變,例如2011年福島事件后,公眾對核技術的恐懼心理有所增加,盡管近年來通過科普宣傳有所改善,但仍有影響。
我國核技術近年來發(fā)展較快,隨著一些新技術的投入,大概三年左右就能走到國際前沿水平,五年以后(到2030年)中國核技術會發(fā)展得非常興旺。
NBD:《行動方案》提出的核技術應用的五個重點方向或領域中,第一個就是醫(yī)學診療。能否請您談談當前我國核醫(yī)學領域的發(fā)展現(xiàn)狀?應用主要集中在哪些方面?
詹文龍:除了核電領域,核醫(yī)學是核技術應用第二大領域,主要集中在診斷和治療兩個方面,市場需求巨大,發(fā)展前景廣闊。
在診斷方面,我國目前的應用已經(jīng)較為廣泛。醫(yī)院中常見的CT(計算機斷層掃描)、PET(正電子發(fā)射計算機斷層顯像)、核磁共振等設備,其原理都與核技術相關。近年來國內(nèi)相關技術的發(fā)展十分迅速,以上海聯(lián)影公司為例,其在核醫(yī)學診斷領域的技術已經(jīng)達到國際前沿水平,我國在核醫(yī)學診斷技術方面的水平已經(jīng)顯著提升。
在治療方面,我國的發(fā)展相對滯后。在醫(yī)院中,放射治療設備尤其是一些先進設備大多依賴進口,國產(chǎn)設備大多集中在中低端市場。近年來,我國核醫(yī)學領域發(fā)展迅速,新技術的應用,比如重離子放療不僅提高了治療效率,還顯著降低了副作用,為患者帶來福音。
隨著人類壽命延長,患腫瘤的概率會不斷增加,目前我國每年新增腫瘤患者數(shù)量超四百萬。早期診斷治療方法相對較多,但如果到了中晚期,國際上腫瘤治療中放射治療比例超過了1/3,發(fā)達國家腫瘤治療比例和腫瘤控制率大概40%~50%,中國在臨床治療條件和技術應用方面仍有一定差距,腫瘤治療的控制率方面也仍有不足。不過,近年來我國在這一領域的發(fā)展也較為迅速,放射治療的占比已經(jīng)超過1/3。隨著健康醫(yī)療需求的增加,對核醫(yī)學的需求只會越來越高。
NBD:您提到我國重離子放療在臨床治療中取得了顯著成效。但設備成本高昂,相比于日益增長的龐大患者群體,接受重離子治療的患者仍是少數(shù),未來如何進一步提升其技術成熟度和經(jīng)濟性,以實現(xiàn)更廣泛的應用?
詹文龍:目前,重離子治療是療效最好的外輻照放療,我國的重離子放療設備是由中國科學院近代物理研究所自主研發(fā)的。與進口設備相比,我們自主研發(fā)的設備成本相對較低,設備五億多元,加上配套設施不超十億元。進口設備一臺要十幾億元。實際上,許多醫(yī)院在引進設備時,會考慮提升條件和康養(yǎng)設施建設,因此整體投入顯得比較高。
實際上,第一代重離子放療設備在性能上已與國際水平相當,甚至在某些方面更具優(yōu)勢。第一代設備每年可支持一臺加速器運行,配備4個治療室,年治療患者可達1000多例,平均每個患者每個療程的費用大約為20萬元。進口設備由于成本較高,治療費用也相對更貴。盡管如此,重離子治療的需求依然供不應求。以中國科學院近代物理研究所在甘肅武威的第一臺設備為例,其臨床治療效果良好,甚至在治療復發(fā)腫瘤患者方面取得了顯著成效。例如,去年有患者體內(nèi)存在70個病灶,通過1個治療過程便得到了有效控制,這要求控制水平、精度都要很高,這在國際上也極為罕見。重離子治療過程沒給患者帶來什么痛苦,90歲左右的高齡患者治療后基本實現(xiàn)日常生活自理,給患者和家庭帶來福音。
目前,第一代設備國內(nèi)已簽訂商業(yè)合同超過10臺,其中5臺已建成,投入運轉(zhuǎn)的包括甘肅武威2臺、杭州1臺,福建、武漢兩地各1臺即將投入運行。隨著這些設備陸續(xù)投入使用,我國重離子治療的供不應求局面將得到顯著改善。后面還有近10臺在建。
目前,國內(nèi)自主研發(fā)的設備已經(jīng)展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。通常而言,我國設備的硬件指標優(yōu)于國際同類產(chǎn)品,但在軟件方面相對要弱一點,尤其是治療計劃方面。隨著近代物理研究所重離子治療技術公司化運營的推進,引進專業(yè)放療物理人才,我國在治療計劃方面取得了顯著進步,已與國際水平相當。此外,我國設備在穩(wěn)定性方面表現(xiàn)突出,例如在斷電情況下,可在一小時內(nèi)自動恢復運行。
目前,我們正在不斷改進設備,第二代設備實現(xiàn)原創(chuàng)設計。一方面,第二代設備在體積上更?。ǖ谝淮O備占地七八畝地,第二代僅需兩畝地),同時治療效率將大幅提升,患者容量增加一倍以上,單臺設備可支持多達15至16個治療室,這樣可以提高投入產(chǎn)出比。采用在建國家大科學裝置研制的原創(chuàng)技術,如果基建、配套設施進展順利,預計今年年底就可以進行調(diào)試了。另一方面,我們不斷發(fā)展、引進新的治療技術,進而增加治療的患者種類。
我們的目標是,通過一代一代技術的改進,進一步降低硬件設備成本,從而提高高端醫(yī)療設備的經(jīng)濟性和可及性。此外,我們在治療方案的制定上已引入AI技術,進一步提升方案的制定速度和精度,改善治療效果。
NBD:您剛剛提到AI,《行動方案》中也提到要推動核技術與人工智能、云計算等新一代信息技術深度融合,您了解到的目前有哪些應用?在核醫(yī)療領域,您認為這種融合將帶來哪些變革?哪些應用場景最具潛力?
詹文龍:實際上,我們在核技術領域,尤其是加速器研發(fā)方面,很早就開始廣泛應用電子技術和數(shù)字技術。由于核有放射性,遙控操作是常見做法。因此,核技術領域的從業(yè)者在信息技術方面一直較為領先。
在核醫(yī)學領域,目前,AI在影像處理和治療計劃制定方面發(fā)揮了重要作用。過去,這些工作大多依賴人工,效率較低。引入AI技術后,自動化水平顯著提高,治療方案的制定速度大幅加快。未來,隨著技術進一步發(fā)展,AI有望實現(xiàn)實時在線應用。例如,在患者躺在病床上時,AI可以將影像數(shù)據(jù)與患者的實時情況相結合,根據(jù)現(xiàn)場診斷結果,快速優(yōu)化治療方案。在這種情況下,AI的高效至關重要。
NBD:AI制定的治療方案是靠譜的嗎?
詹文龍:經(jīng)過一段時間的發(fā)展,AI輔助的治療計劃不僅快,準確性還高達90%以上,但最終的決策仍需由醫(yī)生來完成。AI的作用是輔助醫(yī)生進行治療,它能夠快速處理多維度的信息,并實時提供多種方案。
以重離子治療癌癥為例,AI技術的應用有望顯著提高治療效率。過去,治療一個患者通常需要4到5分鐘,而新一代設備在AI的支持下,治療時間可以縮短至1分鐘以內(nèi)?;颊咛傻酱采闲枰o他定位,機器的位置、加速器束流跟患者病灶的位置要精準定位,精度要小于1毫米,以往定位要花費較長時間(患者行動不便、躺下后姿勢發(fā)生形變等),AI定位更精準,這樣治療速度就可以大大提高。整個設備的利用率提高,成本也會隨之下降。AI技術的應用使診斷和定位更加精確,從而可以顯著改善治療效果。
NBD:核素藥物在腫瘤診斷中應用廣泛,但國內(nèi)仍依賴進口。目前阻礙我國實現(xiàn)常用醫(yī)用同位素穩(wěn)定供給的主要因素有哪些?對突破醫(yī)用同位素生產(chǎn)與供應的“卡脖子”問題您有哪些建議?
詹文龍:目前,國內(nèi)城市中,患者在醫(yī)院接受檢查時,除了常規(guī)的CT外,PET等帶有病理性質(zhì)的進一步診斷設備已較為常見。國內(nèi)在影像診斷領域的發(fā)展相對成熟,設備進口依賴度逐漸降低,部分設備已實現(xiàn)國產(chǎn)化。
然而,在核素藥物的應用方面,尤其是用于放射性治療的核素,國內(nèi)目前還存在短板。傳統(tǒng)放射性治療主要依賴伽馬射線等外照射方式,對健康組織的損傷較大。
相比之下,核素藥物作為一種靶向治療手段,能夠精準地將放射性物質(zhì)帶到病灶部位,減少對健康組織的損傷。這種治療方法被稱為內(nèi)輻照。核素藥物的療效和安全性取決于其發(fā)射的射線類型。例如,伽馬射線的射程較長,對健康組織的影響較大;而貝塔射線(電子發(fā)射)的射程較短,損傷相對較??;阿爾法射線則更為精準高效,能夠在細胞尺度內(nèi)發(fā)揮作用,精準度極高,對惡行腫瘤療效顯著。
在國內(nèi),核素藥物的應用主要集中在伽馬射線領域,如用于甲狀腺疾病治療的碘同位素。這些核素的生產(chǎn)在國內(nèi)已具備一定基礎,但大部分仍依賴進口。
我認為,阻礙我國實現(xiàn)醫(yī)用同位素穩(wěn)定供給的主要因素包括:
首先是行業(yè)壁壘與管理難度。其實傳統(tǒng)的核素國內(nèi)稍微整合一下,是有相應生產(chǎn)能力的。但是以往核技術和醫(yī)學領域分別屬于不同的學科體系,核技術安全性要求極高,醫(yī)學領域門檻也很高,二者之間存在明顯的行業(yè)隔閡,導致資源整合和協(xié)同發(fā)展的難度較大。
其次是傳統(tǒng)依賴進口的慣性。過去,國內(nèi)對核素藥物的需求主要依賴進口,進口渠道相對穩(wěn)定,這種依賴慣性使得國內(nèi)自主生產(chǎn)的動力不足。
另外,技術與設備投入門檻高。核素藥物的生產(chǎn)需要高精度的設備和技術支持,尤其是對于阿爾法同位素等高精度核素的生產(chǎn),技術難度更大。國內(nèi)在相關設備的研發(fā)和生產(chǎn)上起步較晚,投入成本較高。
目前,國內(nèi)在核素藥物生產(chǎn)方面已取得一定進展。例如,江西的小堆項目預計將在三年內(nèi)完成,反應堆生產(chǎn)傳統(tǒng)核素的技術成熟度比較高,能夠提供部分傳統(tǒng)核素。而像阿爾法這種更高精度的核素就需要加速器的介入了,目前,近代物理研究所的科研項目也得到了國家支持,預計將在年底或明年初提供小批量樣品,后續(xù)就可以逐漸在醫(yī)院進行臨床試驗、治療。未來三年內(nèi),國內(nèi)有望在核素藥物生產(chǎn)方面取得顯著進步。
NBD:像阿爾法同位素這種高精度核素的生產(chǎn),難點在哪里?
詹文龍:像阿爾法這種高精度核素,一般的反應堆做不出來,需要用加速器,但是一般的加速器的技術和產(chǎn)能會相對低一點。目前,國內(nèi)正在考慮利用(生產(chǎn)能源的)大型加速器進行生產(chǎn),預計將在今年內(nèi)獲得國家相關部門的支持。通過大型加速器技術的應用,有望在三年內(nèi)在生產(chǎn)高精度核素方面取得實質(zhì)性進展。
國內(nèi)現(xiàn)在新的科學裝置里的加速器水平已達到國際先進水平,甚至在某些方面領先。未來,隨著國內(nèi)技術的不斷進步和投入增加,有望在核素藥物生產(chǎn)領域?qū)崿F(xiàn)突破,不僅滿足國內(nèi)需求,還能向國際市場供應。
目前,國內(nèi)企業(yè)已具備一定的技術能力和資金實力,愿意參與核素藥物的生產(chǎn)。如果超長期特別國債可以向這方面傾斜,發(fā)展起來會很快。一臺先進的加速器每天可生產(chǎn)數(shù)百劑核素藥物,國外市場上,一劑阿爾法核素藥物的價格已從4萬元上漲至10萬元,仍然非常緊缺。國內(nèi)如果能夠?qū)崿F(xiàn)自主生產(chǎn),不僅能降低進口依賴,還能大幅降低成本,預計三年后生產(chǎn)能力將大幅提升,五年后價格有望實現(xiàn)腰斬。
目前,我們也正在繼續(xù)加強技術研發(fā),提高核素藥物的生產(chǎn)效率和性價比。通過硬件改進和技術創(chuàng)新,有望在幾年內(nèi)實現(xiàn)核素藥物的廣泛應用。國家的重視和科技創(chuàng)新將是推動這一領域發(fā)展的關鍵。
NBD:放射性診療藥物是核醫(yī)療的重要組成部分,《行動方案》強調(diào)加強新靶點、新機制、新類型創(chuàng)新藥研發(fā),您認為應如何布局才能在國際競爭中實現(xiàn)并跑甚至領跑?
詹文龍:剛才提到的阿爾法同位素是這些放射性藥物中最高端的。傳統(tǒng)的伽馬、貝塔射線等外照射方法,對25%的惡性腫瘤不適用。相比之下,阿爾法同位素具有顯著優(yōu)勢,可以通過靶向藥物將放射性物質(zhì)精準輸送至病灶,實現(xiàn)內(nèi)輻照治療。
如何將放射性物質(zhì)精準輸送至病灶非??简灱夹g。近年來,中國在該領域的研究取得了重要進展,已逐漸擺脫對國外技術的依賴,有望在未來幾年內(nèi)實現(xiàn)國際領先。例如,中國科學院福建物質(zhì)結構研究所與我們合作開發(fā)了一種稀土納米載體(靶向藥有三個功能區(qū),即導引頭、載體和治療單元,治療單元即相應的同位素),能夠?qū)⑼凰厮幬锞珳实?ldquo;囚禁”在間隔中。這種技術在國際上屬于原創(chuàng)性突破,能夠顯著提高藥物的靶向性,減少藥物在體內(nèi)游離導致的健康組織損傷。目前,國際上已有的靶向藥物雖然種類多,但靶向效率普遍較低,通常在20%左右,最高不超過25%。而稀土納米載體能夠顯著提升靶向效率,減少藥物在體內(nèi)的無序分布。
為了在國際競爭中實現(xiàn)并跑甚至領跑,我認為需要從以下幾個方面進行布局:
首先,國家應持續(xù)加大對核醫(yī)療領域的科研投入,鼓勵科研機構和企業(yè)開展創(chuàng)新性研究。目前,國內(nèi)科研人員的水平已與國際接軌,經(jīng)過幾十年的發(fā)展,我們在相關領域的研究已具備與國際競爭的實力。
其次,政策層面需要進一步改革,打破現(xiàn)有的制度瓶頸。例如,目前重離子治療設備仍受到國家配額限制,雖然去年已取得較大進展,但未來還需根據(jù)不同的治療需求進行分類管理。對于高端治療手段,如阿爾法同位素藥物和重離子治療,應適當放開政策限制,以滿足高端醫(yī)療服務市場需求。
NBD:《行動方案》還提到,推進核技術賦能應用。構建核技術應用跨界交流平臺,發(fā)展“核技術+”生態(tài)。目前核技術的應用在哪些領域進展比較快、更有應用前景?
詹文龍:核技術的應用領域廣泛,醫(yī)療是比較快也比較大的一個領域。近年來核技術在一些領域取得了顯著進展,并展現(xiàn)出廣闊的應用前景。例如,在農(nóng)業(yè)領域,核技術與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相結合,取得了突破性成果。以湖南的水稻種植為例,袁隆平團隊與我們研究所合作,通過重離子輻照技術培育出新品種,成功將大米中重金屬鎘含量降至國家安全標準以下。這一成果已推廣種植數(shù)百萬畝,為農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了新的技術路徑。
在物流領域,核技術的應用也取得了重要進展。比如這兩年我們也做了一件很接地氣的事,就是利用重離子束輻照技術制造的薄膜,我們叫核孔膜,通過特殊設計的孔徑,能夠控制透氣量,保證生鮮產(chǎn)品在運輸過程中的正常呼吸,同時延緩成熟過程,保持品質(zhì)。草莓放在里面6天,品相、味道都很好。這種技術無需冷鏈運輸,可有效降低成本,而且應用場景廣泛,未來有望在物流和食品儲存領域大規(guī)模推廣。目前,相關企業(yè)已提出大規(guī)模訂單需求,推動該技術的產(chǎn)業(yè)化應用。
此外,核技術在超導材料制造方面也取得突破,通過輻照處理后的電纜導電性能大幅提升,為高端制造業(yè)提供了新的材料解決方案。
在能源領域,除了核電給大眾提供電以外,也要推動核電在高端領域的應用,把核電池做起來。核電池技術目前成本較高,主要用于深空探測領域,但隨著技術發(fā)展,未來5到10年有望在高端應用領域?qū)崿F(xiàn)突破。例如,核電池可用于深海探測和高端傳感器等領域,為這些領域提供高效、清潔的能源解決方案。在附加值較高的領域,如游艇、船舶、高端便攜式設備(如手表)等,核電池有望發(fā)揮重要作用。
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